JP4530607B2 - Manufacturing method of fluid processing apparatus with built-in honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、例えば、同筒状部材内に緩衝マットを介してハニカム構造体の触媒担体を保持する触媒コンバータの製造方法として好適な製造方法に係る。
【0002】
【従来の技術】
近時の自動車には触媒コンバータやディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPフィルタという)が搭載されており、その製造方法としては、セラミック製の脆弱な触媒担体(あるいはフィルタ)の外周に、シール機能を有する緩衝部材としてセラミック製の緩衝マットを巻回し、この緩衝マットを圧縮しながら筒状部材(ケーシング)内に圧入する方法が一般的である。
【0003】
例えば、特開2001−355438号公報には、外周に保持材が装着された触媒担体を保持筒に圧入するに際し、上記触媒担体の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する触媒コンバータの製造方法が提案されている。また、触媒担体の外周に装着された保持材の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する方法も提案されている。更に、保持材の外径を計測するに際し、所定の圧力を加えた状態で計測することも提案されている。そして、同公報においては、内径が異なる多数の保持筒の素材を予め準備しておき、その中から適正な内径を有するものを選択することが提案されている。
【0004】
これに対し、筒状部材内に触媒担体及びマットを緩やかに挿入した後、緩衝部材マットが最適圧縮量となる径まで筒状部材を縮径するサイジング(sizing又はcalibrating)と呼ばれる方法も提案され、例えば、特開昭64−60711号、特開平8−42333号、特開平9−170424号、特開平9−234377号、米国特許第5329698号、米国特許第5755025号等の公報に開示されている。
【0005】
例えば、特開平9−234377号公報においては、従来の特開平2−268834号には、管状ボディ(コーン一体型ケーシング)23の中央部分を半径方向に縮径して圧縮部bとし、支持マット22を圧縮してケーシング内にセラミックハニカム体21を支持する触媒コンバータが開示されているが、中央部分の圧縮部bの端部から縮径加工していないコーン8a,8b部方向ではハニカム体21外周とケーシング23内周との間隙9が大きいことが問題であるとして、ケーシングの全長に亘って縮径することが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述の圧入による方法においては、一般的に、緩衝部材たる緩衝マットの充填密度(GBD値と呼ばれる)を基準に触媒担体の外径と筒状部材の内径との間隙が設定される。このGBD値は、緩衝マットの単位面積当り重量/充填間隙寸法であり、緩衝マットの充填密度に応じて面圧(単位:パスカル)が発生し、この面圧によって触媒担体が保持されるのであるが、面圧は、当然乍ら触媒担体の強度を超えない値に調整すると共に、振動や排気ガス圧力が加わる触媒担体に対し、これが筒状部材内を移動しないように保持し得る値に調整しなければならない。このためには、緩衝マットは設計範囲内のGBD値で圧入され、且つこのGBD値を製品のライフサイクルの間は維持しなければならない。
【0007】
しかし、前述の圧入による方法においては、製造上必然的に生ずる触媒担体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、及びこれらの間に介装される緩衝マットの単位面積当り重量の誤差が重畳されてGBD値の誤差となる。従って、このGBD値の誤差を最小とするための各部材の最適組合せを見出すことは、量産のための現実的な解決とはなりえない。また、GBD値自体も、緩衝マットの特性や個体差に左右され、しかも平面上における測定値に依拠しており、触媒担体に対し緊密に巻回された状態における測定値を表すものではない。このため、従来のようにGBD値に依存することなく、触媒担体を適切に筒状部材内に収容することが望まれている。
【0008】
これに対し、サイジングによる方法においては、触媒担体の外径と筒状部材の内径を予め計測しておき、緩衝マットの適正圧縮量を求め、この圧縮量だけ縮径することが企図されるが、この方法では最終的に緩衝マットの圧縮量が最適か否かを判定することは困難である。これは、金属製の筒状部材を縮径する際には、筒状部材のスプリングバックを考慮して、目標とする径より予め小さく縮径加工(所謂オーバーシュート)する必要があるからである。このため、過剰な圧縮力が付与されるおそれがある。また、筒状部材の縮径加工時には板厚の変化が不可避であるため、真の内径(内壁面位置)、即ち正確な縮径量を設定することが一層困難になっている。
【0009】
上記のオーバーシュートに起因する問題を解決する方法として、前掲の米国特許第5755025号の明細書においては、予め触媒担体の外径を計測しておき、それに緩衝マットの圧縮量を加味して保持範囲の最適外径を算出し、それに基づいて筒状部材を全長に亘って数種類の径まで拡径して、その後選択した筒状部材内に、圧入方式と同様の治具を用いて触媒担体と緩衝マットを圧入することとしている。しかし、緩衝マットの単位面積当り重量の誤差については何等考慮されていないため、触媒担体に付与される面圧に誤差が生ずることは避けられない。
【0010】
ここで、触媒担体を筒状部材内の所定位置に保持するために必要とされる保持力について説明すると、筒状部材の径方向の保持力は、触媒担体の外面及び筒状部材の内面に対し直交する方向に働く緩衝マットの圧縮復元力である。一方、例えば自動車の排気装置に固定された筒状部材に対し、触媒担体及び緩衝マットには振動や排気ガス圧力によって軸方向の力が生ずるので、これに抗する力として筒状部材の軸方向(長手方向)の保持力が必要であり、これは緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力が資するところとなる。
【0011】
上記の緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力は夫々、触媒担体の外面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力(面圧)に乗じた積、及び筒状部材の内面と緩衝マットとの間の静摩擦係数を緩衝マットの圧縮復元力(面圧)に乗じた積として表される。このとき、軸方向(長手方向)の保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マットとの間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している触媒担体及び筒状部材に関し、必要な摩擦力が明らかとなり、これを確保するためには緩衝マットに対する面圧を高くする必要があるが、触媒担体が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、緩衝マットに対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。
【0012】
而して、緩衝マットに対する面圧は、触媒担体の外面の静摩擦係数と筒状部材の内面の静摩擦係数のうちの低い方の部材の静摩擦係数に基づいて設定し、その面圧に応じて筒状部材を縮径するとよい。しかし、従来方法においては、前述のGBD値に基づく管理が一般的であり、いわば代用値による推定管理が行なわれているということになる。このため、推定要因が重畳されて誤差が不可避となるというだけでなく、結果的に、緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力による保持力と、緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力による保持力が混同されて、各部品の寸法関係が設定されている。
【0013】
結局、筒状部材内に緩衝マットを介して触媒担体を保持する際に最も適切な制御パラメータは、緩衝部材(緩衝マット)を介してハニカム構造体(触媒担体あるいはフィルタ)に付与される面圧である。従って、この面圧を直接検出し、その検出結果に基づいて筒状部材を縮径することが可能であれば、サイジングによっても良好な精度で筒状部材を縮径することができる。
【0014】
然し乍ら、上記の面圧そのものを測定することは非常に困難であり、特に、筒状部材内に緩衝マット及び触媒担体が収容され、緩衝マットの反力による面圧が発生している状態においては、計測装置を筒状部材内に挿入して測定し、測定後に同装置を取り出すことが必要になるが、このようなことは非常に困難であり、現実的ではない。これに対し、筒状部材の歪等を測定し面圧の代用値として用いることが考えられるが、測定精度の低下は否めず、正確な面圧値を把握することはできない。
【0015】
そこで、本発明は、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する際の保持力を監視しつつ、筒状部材を縮径し、ハニカム構造体を筒状部材内に適切に保持し得る流体処理装置の製造方法を提供することを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法は、請求項1に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着した状態で前記筒状部材内に収容し所定の位置に保持した後、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の前記筒状部材の軸方向所定範囲を縮径加工するときに、前記ハニカム構造体に軸方向荷重を付与して前記ハニカム構造体を前記筒状部材に対して軸方向に所定距離移動させたときの前記軸方向荷重の値を監視し、前記軸方向荷重の値が目標軸方向荷重に達するまで前記筒状部材の縮径加工を行うこととしたものである。尚、前記緩衝部材及び前記ハニカム構造体を前記筒状部材内に収容する場合には、緩やかに収容すればよいが、数回の縮径分を見込んで圧入に近い状態で収容することとしてもよい(以下、同様)。また、前記所定距離は、前記ハニカム構造体に対し最適な圧縮荷重が付与されている状態において、前記ハニカム構造体を軸方向に移動した場合において軸方向荷重が最大の値(これを「抜き荷重」と言い、前記所定値に相当する)となったときの軸方向移動距離以上の値に設定するとよい。
【0019】
また、請求項2に記載のように、金属製筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持するハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法において、前記緩衝部材を前記ハニカム構造体周りに装着した状態で前記筒状部材内に収容し、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の前記筒状部材の軸方向所定範囲に対し第1回の縮径加工を行ったときの前記筒状部材の第1の縮径量を測定すると共に、前記ハニカム構造体に軸方向荷重を付与して前記ハニカム構造体を前記筒状部材に対して軸方向に所定距離移動させたときの第1の荷重を測定し、続いて、前記筒状部材の前記軸方向所定範囲に対し第2回の縮径加工を行ったときの前記筒状部材の第2の縮径量を測定すると共に、前記ハニカム構造体に軸方向荷重を付与して前記ハニカム構造体を前記筒状部材に対して軸方向に所定距離移動させたときの第2の荷重を測定し、前記第1及び第2の縮径量並びに前記第1及び第2の軸方向荷重の相関関係に基づき、前記ハニカム構造体を所定の目標保持力で前記筒状部材内に保持するときの前記筒状部材の目標縮径量を推定し、更に、該目標縮径量に至るまで前記筒状部材の縮径加工を行うこととしてもよい。
【0020】
更に、前記請求項2記載の製造方法において、請求項3に記載のように、前記2回の測定を、夫々同一の軸方向に、前記ハニカム構造体を前記筒状部材に対して所定距離移動させて行うこととするとよい。あるいは、前記請求項2記載の製造方法において、請求項4に記載のように、前記2回の測定を、相互に反対の軸方向に、前記ハニカム構造体を前記筒状部材に対して所定距離移動させて行うこととしてもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】
上記のように金属筒状部材内に緩衝部材を介してハニカム構造体を保持する流体処理装置の製造方法に関し、その具体的一態様として、自動車用触媒コンバータの製造方法について図面を参照して説明する。尚、本発明の製造対象の流体処理装置としては、触媒コンバータのほか、例えばDPフィルタ装置や、浄化フィルタがあり、更に、特開2002−50383及び68709等に記載の燃料電池用改質器も包含される。
【0022】
筒状部材は外筒、ハウジングあるいはケーシングとも呼ばれ、触媒コンバータの場合には、ハニカム構造体は触媒担体に対応し、緩衝部材は触媒担体保持用の緩衝マットに対応する。また、DPフィルタ装置の場合には、ハニカム構造体はフィルタに対応し、緩衝部材はDPフィルタ用の緩衝マットに対応する。ハニカム構造体を構成する触媒担体あるいはDPフィルタは一般的には円柱状又は円筒状に形成され、円形断面を有するが、これに限らず、楕円形断面、長円断面、複数の曲率を有する面を組み合わせた断面、及び多角形断面等の非円形断面としてもよい。また、触媒担体あるいはDPフィルタの流路(セル)断面は、ハニカム(六角形)に限らず、正方形等、任意である。
【0023】
本実施形態においては、図1の中央部に示すように、触媒担体2の外周に、本発明の緩衝部材を構成する緩衝マット3が一層巻回され、必要に応じ可燃性テープ等によって固定される。この場合において、図示は省略するが、緩衝マット3の両端には凸部と凹部を形成しておき、これらが相互に嵌合する一般的な巻回方法を用いるとよい。また、予め円筒状に形成された緩衝部材も存在するので、その場合には円筒状の緩衝部材内に触媒担体2を収容するだけで、緩衝部材が触媒担体2周りに装着された状態となる。
【0024】
触媒担体2はセラミックス製ハニカム構造体で構成されており、各セル(流路)間の壁が薄く形成されており、従来品に比べて脆弱である。緩衝マット3は、本実施形態では熱による膨張が殆どないアルミナマットで構成されているが、熱膨張型のバーミキュライト式の緩衝マットや、それらを組み合わせた緩衝マットとしてもよい。また、バインダーが含浸されていない無機質繊維マットでもよい。尚、バインダーの有無及び含有量によって面圧が変わるので、面圧設定においてはこれを加味する必要がある。あるいは、金属細線を編成したワイヤメッシュ等を用いてもよいし、それをセラミックマットと組み合わせて使用してもよい。更に、それらと金属円環状のリテーナや、ワイヤメッシュ製のシールリング等と組み合わせてもよい。
【0025】
次に、上記のように緩衝マット3が装着された触媒担体2は、筒状部材4内に緩やかに収容され(あるいは、数回の縮径分を見込んで圧入に近い状態で収容され)、図1に示すサイジング装置SMによって、所定の位置に保持された後、筒状部材4の所定範囲が縮径される。本実施形態では、図1に示すように、ベース10を貫通し、これに垂直に触媒担体保持装置HMが配設され、これを囲繞するようにサイジング装置SMのコレットチャックがベース10上に配設されている。保持装置HMにおいては、ベース10に穿設された孔内に受台11及びシリンダ12が固定され、このシリンダ12に駆動されるシャフト13が、受台11を貫通し摺動自在に支持されている。また、シャフト13の先端面と対向する先端面を有するシャフト14が、シリンダ15によって鉛直方向に駆動可能に支持されている。シャフト14とシリンダ15との間にはロードセル16が介装されており、シリンダ15によってシャフト14を介して触媒担体に付与される軸方向荷重を測定し得るように構成されている。尚、ロードセル16はコントローラ30に電気的に接続されている。
【0026】
一方、サイジング装置SMにおいては、断面コ字状の環状枠部材20によって、複数の割型21がベース10上を径方向(軸芯方向)に摺動し得るように支持されている。割型21の内径側には金型(コレット)22が固定されており、各割型21の外径側(背面側)にはテーパ面が形成されている。これらの割型21を収容するように押型23が配設され、この内径側には、割型21のテーパ面に摺接するテーパ面が形成されている。尚、押型23は円筒状に形成しても、あるいは各割型21に当接するように分割してもよい。押型23は押板24に固定されており、この押板24は支持部材25を介してベース10に対して上下動可能に支持されている。而して、押板24によって押型23が鉛直方向に駆動され、例えば押型23が図1の下方に駆動されると、割型21が径方向(軸芯方向)に駆動されるように構成されている。押板24は油圧駆動装置(図示せず)によって駆動され、この油圧駆動装置はコントローラ30によって制御される。
【0027】
上記の構成になるサイジング装置SMの作動を説明すると、先ず、図1に示すように、受台11の上面に筒状部材4が載置される。このとき、シャフト13は筒状部材4の軸芯上に位置している。次に、緩衝マット3が装着された触媒担体2が、筒状部材4内に緩やかに収容され、シャフト13の先端面上に載置される。更に、シリンダ15によってシャフト14が下降駆動され、その先端面とシャフト13の先端面との間に触媒担体2が挟持される。そして、油圧駆動装置(図示せず)によって押板24が図1の下方に駆動される。これにより、押型23が図1の下方に駆動され、割型21が径方向(軸芯方向)に駆動される。この結果、図2に示すように、金型22によって筒状部材4の胴部(中間部)及び緩衝マット3が圧縮されて縮径される。このときの縮径量はコントローラ30による油圧駆動装置の制御によって正確に制御される。而して、触媒担体2が筒状部材4内で安定した状態で保持される。
【0028】
上記のようにサイジング装置SMの油圧駆動装置(図示せず)はコントローラ30によって制御され、特に、NC制御により任意量のサイジングを行なうことができるように構成されており、微細制御が可能である。更に、縮径時において、例えば逐次(随時)ワークを回転し、割り出し制御(インデックス制御)を行なうこととすれば、全周に亘って一層均一に縮径することができる。尚、サイジング装置SMの駆動及び制御媒体としては油圧に限るものではなく、その駆動及び制御形式については、機械式、電気式、空気圧式等、任意の駆動方法を用い、制御はCNCコントロールを用いることが好適である。
【0029】
次に、上記の構成になるサイジング装置SMを用い、複数回(本実施形態では2回)の縮径加工によって筒状部材4の胴部を緩衝マット3と共に縮径する縮径工程の具体例について、図2乃至図4を参照して説明する。図3は、緩衝マット3を触媒担体2の周りに装着した状態で筒状部材4内に収容し、筒状部材4の軸方向所定範囲を縮径して緩衝マット3を適切に圧縮して触媒担体2を保持した状態において、触媒担体2に対し軸方向荷重を付与したときの、触媒担体2の軸方向移動距離(ストローク)に対する関係を示したものである。ところで、緩衝マット3と触媒担体2との間の摩擦力、及び緩衝マット3と筒状部材4との間の摩擦力は夫々、触媒担体2の外面と緩衝マット3との間の静摩擦係数を緩衝マット3の圧縮復元力(面圧)に乗じた積、及び筒状部材4の内面と緩衝マット3との間の静摩擦係数を緩衝マット3の圧縮復元力(面圧)に乗じた積として表される。このとき、軸方向(長手方向)の保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マット3との間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している触媒担体2及び筒状部材4に関し、必要な摩擦力が明らかとなる。
【0030】
図3においては、触媒担体2の軸方向移動距離の増加にともない軸方向荷重が最大値(Fp、これは「抜き荷重」と呼ばれる)となった後、急減し、その後、緩減する特性を示している。このときの軸方向荷重は、触媒担体2及び筒状部材4のうちの静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マット3との間の摩擦力に相当するので、軸方向荷重が抜き荷重(Fp)となる軸方向移動距離(Sp、例えば1.5mm)は、最大摩擦力が得られるストロークということになる。この軸方向移動距離(Sp)を特定することは種々の条件が絡み合い容易ではないが、少なくともこの値(Sp)以上の軸方向移動距離(Sx)だけ移動させれば、最大摩擦力、即ち抜き荷重(Fp)を検出することができる。そこで、軸方向移動距離(Sx)として例えば2mm(>Sp)を選択し、緩衝マット3に対し最適な圧縮荷重が付与されている状態において、軸方向荷重が最大となったときの値(抜き荷重(Fp))を検出し、この検出結果を目標軸方向荷重(Ft)として緩衝マット3の圧縮量(筒状部材4の縮径量)を調整すれば、触媒担体2及び筒状部材4のうちの静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マット3との間に、所望の摩擦力を確保できることになる。
【0031】
尚、軸方向移動距離(Sx)より大の位置(図3のSxより右側の位置)での略安定した領域の動摩擦係数を監視することとしてもよい。即ち、上記のようにピーク値(最大静摩擦係数)に着目してサイジングの管理を行うか、最大動摩擦係数(動状態)に着目してサイジングの管理を行うかは、個々の設計上あるいは製造上の背景に応じて選択すればよい。何れにしても、緩衝マットと触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝マットと筒状部材との間の摩擦力のうちの、摩擦力が小さく先に動き始める方の相対移動のみを監視すればよいので、この点でも本実施形態による製造の容易性が明らかである。
【0032】
一方、図4は、緩衝マット3に対し圧縮荷重を付与する筒状部材4の縮径量(横軸)と、触媒担体2に付与する軸方向荷重(縦軸)との関係を示すもので、2点鎖線で示す最大荷重時の特性と、破線で示す最小荷重時の特性の中央の実線が本実施形態の相関線であり、略直線を呈している。図4においては、上記のように図3の特性に基づいて設定した、緩衝マット3に対する圧縮荷重が最適な状態における目標軸方向荷重(Ft)と、この目標軸方向荷重(Ft)を付与し得る筒状部材4の目標縮径量(St)との関係を、以下のように特定することができる。
【0033】
先ず、第1回の縮径加工において、緩衝マット3を触媒担体2の周りに装着した状態で筒状部材4内に緩やかに収容し、緩衝マット3を収容する部分の筒状部材4の軸方向所定範囲に対し、第1回の縮径加工を行ったときの筒状部材4の第1の縮径量(S1)を測定すると共に、触媒担体2に軸方向荷重を付与して触媒担体2を筒状部材4に対して軸方向に所定距離(図3の軸方向移動距離(Sx)で、例えば2mm)移動させたときの第1の荷重(F1)を測定する。尚、図4のa点における第1の縮径量(S1)は、縮径前の筒状部材4の内側面(図4の0点)からの距離で、割型21の径方向移動距離、ひいては押板24の駆動用油圧駆動装置(図示せず)の油圧に基づいて求めることができる。
【0034】
続いて、第2回の縮径加工を行い、筒状部材4の軸方向所定範囲に対し第2回の縮径加工を行ったときの筒状部材4の第2の縮径量(S2)を測定すると共に、触媒担体2に軸方向荷重を付与して触媒担体2を筒状部材4に対して軸方向(例えば、第1回の縮径加工時の移動方向と同方向)に所定距離(例えば2mm)移動させたときの第2の荷重(F2)を測定する。尚、図4のb点における第2の縮径量(S2)も縮径前の筒状部材4の内側面(図4の0点)からの距離で、割型21の径方向移動距離、ひいては押板24の駆動用油圧駆動装置(図示せず)の油圧に基づいて求めることができる。従って、図4のa点からb点までの移動量は(S2−S1)ということになる。
【0035】
そして、第1及び第2の縮径量(S1,S2)並びに第1及び第2の軸方向荷重(F1,F2)の相関関係に基づき、触媒担体2を所定の目標保持力(これに対応する目標軸方向荷重をFtとする)にて筒状部材4内に保持するときの筒状部材4の縮径量(St)を推定する。即ち、図4に示すように予め設定された目標軸方向荷重(Ft)に対応する縮径量(St)となるまで筒状部材4を縮径する。尚、筒状部材4の内径の目標値(図4にRtで示す)を設定することとし、筒状部材4を縮径して第1及び第2の内径(R1,R2)に達したときの第1及び第2の軸方向荷重(F1,F2)との相関関係に基づき、筒状部材4の内径の目標値(Rt)を設定し、この目標値(Rt)となるまで筒状部材4の縮径加工を行うように構成してもよい。尚、筒状部材4の内径は、金型22の初期位置と触媒担体2の軸芯との間の所定距離から、金型22(割型21)の移動距離を差し引いて求めることができる。
【0036】
上記2回の測定は、触媒担体2を筒状部材4に対して、夫々同一の軸方向に、所定距離(2mm)移動させて行うこととしており、触媒担体2を合計4mm軸方向に移動させているので、この合計移動距離(4mm)を予め想定し、筒状部材4内に触媒担体2を配置する際の初期位置として、移動方向と逆方向に合計移動距離(4mm)だけ後退した位置に設定し、もしくは、縮径加工後に、移動方向と逆方向に合計移動距離だけ後退させればよい。
【0037】
あるいは、上記2回の測定は、触媒担体2を筒状部材4に対して、相互に反対の軸方向に、所定距離(2mm)移動させて行うこととしてもよい。即ち、1回の測定毎に、同じ距離(2mm)を反対の軸方向に移動させれば、2回の測定で移動距離が相殺されて触媒担体2は筒状部材4の初期位置に戻されることになる。しかし、緩衝マット3には一定方向の力が付与される状態で測定した方が、計測誤差が少ないので、本実施形態のように同じ方向に複数回移動させる方が好ましい。
【0038】
また、上記2回の測定後、更に図4のc点においても触媒担体2を移動させて軸方向荷重を測定することとしてもよいが、通常は、それまでの2点の測定結果から予測し得るので、3回の測定は量産工程では不要である。同様に、相関線が図4に示すように直線に回帰することが判明している場合には、図4のc点までに3点以上で測定する意義は殆どない。これに関し説明を加えると、推定する相関線は、厳密には、図4に示す直線を包含する上下二つの曲線間にある。従って、その線上で最適なc点を求めるためには、a点及びb点のほかに更に1点で測定し、これら3点の測定結果に基づき、最小2乗法等により2次曲線を求め、その曲線上でc点を求めることとすればよく、これにより一層精密な測定が可能となる。しかし、本願発明が対象とする触媒コンバータ等の量産には、上記の精度が要求されるものではないので、生産性を優先させ、2点の測定で済む図4の線形推測を採用し、上記の曲線に近似的な直線に置き換えることとしている。尚、縮径加工中に触媒担体2の軸方向移動と触媒担体2に対する軸方向荷重の測定が連続的に可能であれば、触媒担体2を移動させながら荷重測定を行うこととしてもよい。
【0039】
前述のように、触媒担体2及び筒状部材4のうちの静摩擦係数が低い方の部材と緩衝マット3との間に、所望の摩擦力を確保するためには緩衝マット3に対する面圧を高くする必要があるが、触媒担体2が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、図5に示すように、緩衝マット3に対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。このとき、触媒担体2の外径の誤差に起因する面圧のばらつきや経年変化を考慮し、あるいは、使用時における各種加速度による触媒担体2の軸方向移動を抑止し得る面圧(このときの必要最低面圧値をαとする)を考慮して、緩衝マット3の圧縮力をなるべく強く、且つ、周方向、軸方向ともに均一に付与するのが理想的である。これに対応すべく圧縮力を過大に設定すると、触媒担体2が破損するおそれがあるため、圧縮力は所定値より大きくすることはできない(このときの触媒担体2が破損する圧力(アイソスタティック強度)をβとする)。
【0040】
特に、近時の排気浄化性能向上の要請により、触媒担体2は一層の薄壁化が要求され、従来の触媒担体に比べ脆弱化(即ち、βの低下)が著しく、保持力設定の許容範囲(面圧に対する破損マージンで(β−α)で表すことができる)が一層狭められる。更に、排気ガス温度(触媒コンバータに導入される排気ガスの温度)の上昇を伴うため(約900℃にもなる)、緩衝マット3として高耐熱性を有するアルミナマットを組合せる必要がある。しかし、アルミナマットは熱的に非膨張性であることから、熱膨張性の金属製筒状部材の変形に追従させることが困難であり、このことからも必要最低面圧値αを既存の加工方法よりも大きい値に設定し、緩衝マット3の圧縮密度を大きく設定しなければならない。従って、従来のクラムシェル(通称、最中合せ)工法や圧入工法を用いる場合には、図5にAの範囲で示すように、広範な面圧バラツキ範囲(縮径量はSa1からSa2の範囲)を想定しなければならず、これは、必要最低面圧値α及びアイソスタティック強度βに対して殆ど安全猶予(マージン)がないことを意味している。従って、薄壁の触媒担体又はフィルタを従来のクラムシェル工法や圧入工法にて適正面圧を保って装填することは非常に困難である。
【0041】
上記の問題に対処するため、筒状部材4内に緩やかに触媒担体2及び緩衝マット3を挿入した後に、一定量だけ筒状部材4を縮径して緩衝マット3を圧縮する、所謂「見込みサイジング」が用いられるが、この方法でも、図5にBの範囲で示すように、依然としてかなり広範な面圧バラツキ範囲(縮径量はSb1からSb2の範囲)を想定しなければならず、薄壁の触媒担体又はフィルタへの適用に際しては容易ではない。
【0042】
これに対し、本実施形態における縮径工程によれば、図5にCの範囲で示すように、面圧バラツキ範囲は従来のAの範囲の30%程度まで小さくすることができ(縮径量はSc1からSc2の範囲)、結果として、必要最低面圧値αに対してはDという大きなマージンを確保できることになる。これにより、薄壁の触媒担体又はフィルタであっても、問題なくサイジングを行うことができる。しかも、マージンDの増大によって、面圧バラツキ範囲Cを下方へシフトさせることも可能となり、それによりアイソスタティック強度βに対するマージンも増加する。更に、面圧自体も小さいレベルで設定できるため、作業、管理が容易となり、緩衝マット3を薄く設定することができ、間隙を小さくすることができるので、軽量化、低コスト化にも寄与することになる。而して、本実施形態によれば、特に脆弱な触媒担体2に対しても、これを破壊することなく、常に安定した精度で、緩衝マット3を介して筒状部材4内に保持することができる。
【0043】
更に、本実施形態では、上記のように触媒担体2及び緩衝マット3が収容された筒状部材4の両端部に対し、以下のようにスピニングによるネッキング加工が行なわれる。先ず、図6に示すように、筒状部材4の胴部(縮径部)4aを、スピニング装置(図示せず)用のクランプ装置(図示せず)によって挟持し、回転不能且つ軸方向移動不能に固定する。そして、筒状部材4の一端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公転する複数のスピニングローラSPによって、筒状部材4の一端部に対しスピニング加工を行なう。即ち、筒状部材4の外周回りに望ましくは等間隔で配置したスピニングローラSPを、筒状部材4の外周面に密着させて公転させると共に、径方向に駆動して公転軌跡を縮小しつつ軸方向(図6の右方向)に駆動してスピニング加工を行なう。
【0044】
而して、図6の右側に示すように、筒状部材4の胴部4aの縮径加工後に形成される段部を含み(重合して)スピニング加工が行なわれ、この重合加工部を介して胴部4aから連続して筒状部材4の径が急減するようにスピニング加工が行なわれ、筒状部材4の一端部にテーパ部4b及び首部(ボトルネック部)4cが形成される。これにより、胴部4aとテーパ部4bとの間に非加工部が残置されることなく、重合加工部を介して連続した面が形成される。
【0045】
更に、上記のように加工された筒状部材4を180度反転させて配置し、筒状部材4の他方の端部についても上記と同様にスピニングローラSPによるネッキング加工を行ない、胴部4aの中心軸に対して傾斜した軸を中心とするテーパ部4d及び首部4eを形成する。而して、図7に示すように触媒コンバータが形成される。この場合において、筒状部材4には、縮径加工によって胴部4aの外面に平行な複数の痕跡が形成されると共に、スピニング加工によってテーパ部4b及び4dの外面に複数の条痕が形成され、図7に破線で示すように縮径時の痕跡の両端部はテーパ部4b及び4dの形成時に消失し、スピニング加工時の条痕に交差する形態を呈している。尚、上記の痕跡は、図1に示すサイジング装置SMを用いた工法特有のものであり、また条痕はスピニング加工特有のものであるが、図7における痕跡及び条痕を示す線条は、説明の便宜上強調して描いたものであって、実際は薄く、できれば視認できない程度であることが望ましい。
【0046】
尚、特開2001−107725号に記載のように、筒状部材4の胴部の縮径工程にもスピニング加工を採用することとしてもよい。また、触媒担体2は必ずしも1個である必要はなく、軸方向に2個配置してタンデム型とし、あるいは3個以上を直列に配置してもよく、筒状部材4の胴部は、各ハニカム構造体に対応する部分毎に縮径してもよいし、連続して縮径してもよい。そして、最終製品としては、自動車の排気系部品に限らず、本発明の製造方法は、前述の燃料電池用の改質器等、種々の流体処理装置に適用することができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項1に記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法においては、少なくとも緩衝部材を収容する部分の筒状部材の軸方向所定範囲を縮径加工するときに、ハニカム構造体に軸方向荷重を付与してハニカム構造体を筒状部材に対して軸方向に所定距離移動させたときの軸方向荷重の値を監視し、前記軸方向荷重の値が目標軸方向荷重に達するまで筒状部材の縮径加工を行うこととしているので、常に安定した極めて良好な精度で筒状部材を縮径することができる。
【0048】
特に、代用値ではなく、ハニカム構造体の移動荷重そのものを直接監視することとしているので、誤差を最小限に抑え、高精度で、ハニカム構造体を所定の目標保持力で保持することができる。従って、ハニカム構造体の外径誤差、筒状部材の内径の誤差、緩衝部材の誤差等に影響されることなく、しかも前述のGBD値に代わる管理指標を必要とすることもなく、高精度で筒状部材を縮径することができる。更に、最終製品として要求されるハニカム構造体の移動荷重そのものを満足させることができるので、従来必要とされたハニカム構造体の移動(抜け)検査を省略することができ、それだけ製造時間を短縮することができる。而して、短時間で容易に流体処理装置を製造することができ、量産工程にも容易に適合することができる。
【0049】
また、請求項2乃至4に記載のハニカム構造体内蔵流体処理装置の製造方法においては、少なくとも緩衝部材を収容する部分の筒状部材の軸方向所定範囲に対し第1回の縮径加工を行ったときの筒状部材の第1の縮径量を測定すると共に、ハニカム構造体に軸方向荷重を付与してハニカム構造体を筒状部材に対して軸方向に所定距離移動させたときの第1の荷重を測定し、続いて同様に、第2の縮径量を測定すると共に第2の荷重を測定し、第1及び第2の縮径量並びに第1及び第2の軸方向荷重の相関関係に基づき、ハニカム構造体を所定の目標保持力で筒状部材内に保持するときの筒状部材の目標縮径量を推定し、更に、該目標縮径量に至るまで筒状部材の縮径加工を行うこととしているので、一層良好な精度で筒状部材を縮径することができる。また、前述の方法と同様、短時間で容易に流体処理装置を製造することができ、量産工程にも容易に適合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る製造方法に供するサイジング装置を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る製造方法に供するサイジング装置によって、筒状部材を縮径している状態示す断面図である。
【図3】筒状部材の軸方向所定範囲を縮径して緩衝マットを適切に圧縮して触媒担体を保持した状態において、触媒担体に対し軸方向荷重を付与したときの、触媒担体の軸方向移動距離に対する関係を示すグラフである。
【図4】緩衝マットに対し圧縮荷重を付与する筒状部材の縮径量と、触媒担体に付与する軸方向荷重との関係を示すグラフである。
【図5】一般的な触媒コンバータに供する緩衝部材の一例に対する面圧許容範囲を示すグラフである。
【図6】本発明の一実施形態に係る製造方法において、スピニングローラによるネッキング加工を行う状態を示す断面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造した触媒コンバータの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
2 触媒担体, 3 緩衝マット, 4 筒状部材, 4a 胴部,
4b,4d テーパ部, 4c,4e 首部, 11 受台,
16 ロードセル, 21 割型, 22 金型, 23 押型,
HM 触媒担体保持装置, SM サイジング装置, SP スピニングローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a fluid treatment apparatus that holds a honeycomb structure in a metallic cylindrical member via a buffer member, and for example, a catalyst carrier of the honeycomb structure is interposed in the cylindrical member via a buffer mat. The present invention relates to a production method suitable as a production method of a catalytic converter to be held.
[0002]
[Prior art]
Modern automobiles are equipped with catalytic converters and diesel particulate filters (hereinafter referred to as “DP filters”). The manufacturing method is to provide a sealing function on the outer periphery of a fragile ceramic catalyst carrier (or filter). A general method is to wind a ceramic buffer mat as the buffer member, and press-fit the buffer mat into a cylindrical member (casing) while compressing the buffer mat.
[0003]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-355438, the outer diameter of the catalyst carrier is measured when a catalyst carrier having a holding material attached to the outer periphery is press-fitted into a holding cylinder, and the holding member has an inner diameter suitable for the measured value. A method of manufacturing a catalytic converter in which a catalyst carrier having a holding member mounted on a cylinder is press-fitted has been proposed. There has also been proposed a method of measuring the outer diameter of the holding material mounted on the outer periphery of the catalyst carrier and press-fitting the catalyst carrier with the holding material mounted on a holding cylinder having an inner diameter suitable for the measured value. Furthermore, it has been proposed to measure the outer diameter of the holding material in a state where a predetermined pressure is applied. In this publication, it is proposed that materials for a large number of holding cylinders having different inner diameters are prepared in advance, and a material having an appropriate inner diameter is selected from them.
[0004]
On the other hand, a method called sizing or calibrating is also proposed in which after the catalyst carrier and the mat are gently inserted into the cylindrical member, the diameter of the cylindrical member is reduced to a diameter at which the cushioning member mat becomes the optimum compression amount. For example, it is disclosed in JP-A-64-60711, JP-A-8-42333, JP-A-9-170424, JP-A-9-234377, US Pat. No. 5,329,698, US Pat. Yes.
[0005]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-234377, in the conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-268834, the central portion of the tubular body (cone-integrated casing) 23 is radially reduced in diameter to form a compression part b, and a support mat Although the catalytic converter which compresses 22 and supports the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described press-fitting method, generally, the gap between the outer diameter of the catalyst carrier and the inner diameter of the cylindrical member is set based on the packing density (referred to as GBD value) of the buffer mat serving as the buffer member. This GBD value is the weight per unit area of the buffer mat / the size of the filling gap, and a surface pressure (unit: Pascal) is generated according to the packing density of the buffer mat, and the catalyst carrier is held by this surface pressure. However, the surface pressure is naturally adjusted to a value that does not exceed the strength of the catalyst carrier, and to a value that can be held so that it does not move in the cylindrical member against the catalyst carrier to which vibration or exhaust gas pressure is applied. Must. For this purpose, the buffer mat must be pressed in with a GBD value within the design range, and this GBD value must be maintained during the product life cycle.
[0007]
However, in the above-described method using press-fitting, an error in the outer diameter of the catalyst carrier, an error in the inner diameter of the cylindrical member, and an error in the weight per unit area of the buffer mat interposed between them are inevitably produced in the manufacturing process. Are superimposed on each other, which causes an error in the GBD value. Therefore, finding the optimum combination of each member for minimizing the error of the GBD value cannot be a realistic solution for mass production. Further, the GBD value itself depends on the characteristics of the buffer mat and individual differences, and depends on the measured value on the plane, and does not represent the measured value in a state of being tightly wound around the catalyst carrier. For this reason, it is desired that the catalyst carrier is appropriately accommodated in the cylindrical member without depending on the GBD value as in the prior art.
[0008]
On the other hand, in the sizing method, it is contemplated that the outer diameter of the catalyst carrier and the inner diameter of the cylindrical member are measured in advance, the appropriate compression amount of the buffer mat is obtained, and the diameter is reduced by this compression amount. In this method, it is difficult to finally determine whether or not the compression amount of the buffer mat is optimal. This is because when reducing the diameter of a metal cylindrical member, it is necessary to reduce the diameter in advance (so-called overshoot) smaller than the target diameter in consideration of the spring back of the cylindrical member. . For this reason, there exists a possibility that an excessive compressive force may be provided. Further, since a change in the plate thickness is unavoidable during the diameter reduction processing of the cylindrical member, it is more difficult to set a true inner diameter (inner wall surface position), that is, an accurate diameter reduction amount.
[0009]
As a method for solving the problem caused by the above-mentioned overshoot, in the above-mentioned specification of US Pat. No. 5,755,025, the outer diameter of the catalyst carrier is measured in advance, and the compression mat compression amount is taken into consideration. The optimum outer diameter of the range is calculated, and the cylindrical member is expanded to several kinds of diameters over the entire length based on the calculated outer diameter. Thereafter, the catalyst carrier is used in the selected cylindrical member using a jig similar to the press-fitting method. And we are going to press fit the buffer mat. However, since no consideration is given to the error in the weight per unit area of the buffer mat, it is inevitable that an error occurs in the surface pressure applied to the catalyst carrier.
[0010]
Here, the holding force required to hold the catalyst carrier at a predetermined position in the cylindrical member will be described. The holding force in the radial direction of the cylindrical member is applied to the outer surface of the catalyst carrier and the inner surface of the cylindrical member. It is the compression restoring force of the buffer mat that works in the direction perpendicular to the direction. On the other hand, for example, an axial force is generated by vibration or exhaust gas pressure in the catalyst carrier and the buffer mat with respect to the cylindrical member fixed to the exhaust device of the automobile, for example. A holding force in the (longitudinal direction) is necessary, and this is where the frictional force between the buffer mat and the catalyst carrier, and the frictional force between the buffer mat and the cylindrical member contribute.
[0011]
The frictional force between the buffer mat and the catalyst carrier, and the frictional force between the buffer mat and the cylindrical member, respectively, determine the coefficient of static friction between the outer surface of the catalyst carrier and the buffer mat, and the compression restoring force of the buffer mat. The product multiplied by (surface pressure) and the product obtained by multiplying the static friction coefficient between the inner surface of the cylindrical member and the buffer mat by the compression restoring force (surface pressure) of the buffer mat. At this time, as the holding force in the axial direction (longitudinal direction), the frictional force between the member having a lower static friction coefficient and the buffer mat is dominant. Therefore, the necessary frictional force is clarified for the catalyst carrier and the cylindrical member whose static friction coefficient is known, and in order to ensure this, it is necessary to increase the surface pressure against the buffer mat, but the catalyst carrier is fragile. In this case, in order to avoid an excessive radial load, it is necessary to set the axial holding force within the limit of the surface pressure against the buffer mat.
[0012]
Thus, the surface pressure with respect to the buffer mat is set based on the static friction coefficient of the lower member of the static friction coefficient of the outer surface of the catalyst carrier and the static friction coefficient of the inner surface of the cylindrical member, and the cylinder pressure is determined according to the surface pressure. The diameter of the member may be reduced. However, in the conventional method, the management based on the above-mentioned GBD value is general, that is, the estimation management based on the substitute value is performed. For this reason, not only the estimation factor is superimposed and the error is unavoidable, but as a result, the holding force due to the frictional force between the buffer mat and the catalyst carrier and the friction between the buffer mat and the cylindrical member are reduced. The holding force by force is confused, and the dimensional relationship of each part is set.
[0013]
After all, the most appropriate control parameter when holding the catalyst carrier in the tubular member via the buffer mat is the surface pressure applied to the honeycomb structure (catalyst carrier or filter) via the buffer member (buffer mat). It is. Therefore, if the surface pressure can be directly detected and the diameter of the cylindrical member can be reduced based on the detection result, the diameter of the cylindrical member can be reduced with good accuracy by sizing.
[0014]
However, it is very difficult to measure the above surface pressure itself, particularly in a state where the buffer mat and the catalyst carrier are accommodated in the cylindrical member and the surface pressure is generated by the reaction force of the buffer mat. It is necessary to insert the measuring device into the cylindrical member for measurement and take out the device after the measurement. However, this is very difficult and not practical. On the other hand, it is conceivable to measure the strain or the like of the cylindrical member and use it as a substitute value of the surface pressure. However, the measurement accuracy cannot be declined, and an accurate surface pressure value cannot be grasped.
[0015]
Therefore, the present invention monitors the holding force when holding the honeycomb structure in the metal cylindrical member via the buffer member, reduces the diameter of the cylindrical member, and places the honeycomb structure in the cylindrical member. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fluid treatment apparatus that can be appropriately held.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a fluid processing apparatus with a built-in honeycomb structure according to the present invention includes a honeycomb structure in which a honeycomb structure is held in a metal cylindrical member via a buffer member as described in claim 1. In the manufacturing method of the fluid processing apparatus with a built-in structure, the buffer member is housed in the cylindrical member in a state of being mounted around the honeycomb structure and held at a predetermined position, and then at least a portion of the buffer member is housed. When reducing the diameter of a predetermined range in the axial direction of the tubular member, when applying an axial load to the honeycomb structure and moving the honeycomb structure in the axial direction with respect to the cylindrical member The axial load value is monitored, and the axial load value is Target axial load The diameter reduction of the cylindrical member is performed until reaching the value. In addition, when the buffer member and the honeycomb structure are accommodated in the tubular member, they may be accommodated gently, but may be accommodated in a state close to press-fitting in anticipation of several diameter reductions. Good (hereinafter the same). In addition, the predetermined distance is a maximum value of the axial load when the honeycomb structure is moved in the axial direction in a state where an optimal compressive load is applied to the honeycomb structure (this is referred to as “extraction load”). It is good to set it to a value that is equal to or greater than the axial movement distance at the time.
[0019]
[0020]
Furthermore, the
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a fluid treatment apparatus that holds a honeycomb structure in a metal cylindrical member via a buffer member, and as a specific embodiment thereof, a method for manufacturing a catalytic converter for automobiles will be described with reference to the drawings. To do. In addition to the catalytic converter, the fluid treatment device to be manufactured of the present invention includes, for example, a DP filter device and a purification filter. Further, a reformer for a fuel cell described in JP-A-2002-50383 and 68709 is also available. Is included.
[0022]
The cylindrical member is also called an outer cylinder, a housing, or a casing. In the case of a catalytic converter, the honeycomb structure corresponds to a catalyst carrier, and the buffer member corresponds to a buffer mat for holding the catalyst carrier. In the case of the DP filter device, the honeycomb structure corresponds to a filter, and the buffer member corresponds to a buffer mat for the DP filter. The catalyst carrier or DP filter constituting the honeycomb structure is generally formed in a columnar shape or a cylindrical shape, and has a circular cross section, but is not limited thereto, an elliptical cross section, an oval cross section, a surface having a plurality of curvatures. It is good also as non-circular cross sections, such as a cross-section which combined and polygonal cross-section. Further, the flow path (cell) cross section of the catalyst carrier or the DP filter is not limited to the honeycomb (hexagonal shape), and may be any square shape.
[0023]
In the present embodiment, as shown in the center portion of FIG. 1, the
[0024]
The
[0025]
Next, the
[0026]
On the other hand, in the sizing device SM, a plurality of
[0027]
The operation of the sizing device SM configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 1, the
[0028]
As described above, the hydraulic drive device (not shown) of the sizing device SM is controlled by the
[0029]
Next, a specific example of a diameter reduction process for reducing the diameter of the body of the
[0030]
In FIG. 3, the axial load becomes a maximum value (Fp, which is referred to as “pull load”) as the axial movement distance of the
[0031]
The dynamic friction coefficient in a substantially stable region at a position larger than the axial movement distance (Sx) (a position on the right side of Sx in FIG. 3) may be monitored. That is, whether to manage sizing by focusing on the peak value (maximum static friction coefficient) or sizing management by focusing on the maximum dynamic friction coefficient (dynamic state) as described above depends on the individual design or manufacturing. It may be selected according to the background. In any case, of the frictional force between the buffer mat and the catalyst carrier and the frictional force between the buffer mat and the cylindrical member, only the relative movement in which the frictional force starts to move first is monitored. In this respect, the ease of manufacturing according to the present embodiment is clear.
[0032]
On the other hand, FIG. 4 shows the relationship between the reduced diameter (horizontal axis) of the
[0033]
First, in the first diameter reduction processing, the
[0034]
Subsequently, the second diameter reduction processing is performed, and the second diameter reduction amount (S2) of the
[0035]
Then, based on the correlation between the first and second diameter reduction amounts (S1, S2) and the first and second axial loads (F1, F2), the
[0036]
The two measurements are performed by moving the
[0037]
Alternatively, the two measurements may be performed by moving the
[0038]
In addition, after the above two measurements, the
[0039]
As described above, in order to ensure a desired frictional force between the
[0040]
In particular, due to the recent demand for improved exhaust purification performance, the
[0041]
In order to cope with the above problem, after the
[0042]
On the other hand, according to the diameter reduction process in the present embodiment, as shown by a range C in FIG. 5, the surface pressure variation range can be reduced to about 30% of the conventional range A (the diameter reduction amount). Is a range from Sc1 to Sc2). As a result, a large margin of D can be secured for the necessary minimum surface pressure value α. Thereby, even a thin-walled catalyst carrier or filter can be sized without problems. In addition, as the margin D increases, the surface pressure variation range C can be shifted downward, thereby increasing the margin for the isostatic strength β. Furthermore, since the surface pressure itself can be set at a small level, work and management are facilitated, the
[0043]
Further, in the present embodiment, as described above, the necking process by spinning is performed on both ends of the
[0044]
Thus, as shown on the right side of FIG. 6, a spinning process is performed (polymerized) including a stepped part formed after the diameter reduction process of the
[0045]
Further, the
[0046]
In addition, as described in JP-A-2001-107725, spinning processing may be employed in the diameter reducing process of the body portion of the
[0047]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exists an effect as described below. That is, claim 1 In In the method for manufacturing a fluid processing apparatus with a built-in honeycomb structure, an axial load is applied to the honeycomb structure when the predetermined diameter range of the cylindrical member that accommodates at least the buffer member is reduced. The value of the axial load when the honeycomb structure is moved a predetermined distance in the axial direction with respect to the tubular member is monitored, and the value of the axial load is Target axial load Therefore, the cylindrical member can be reduced in diameter with a very good accuracy which is always stable.
[0048]
In particular, since the moving load of the honeycomb structure itself is directly monitored instead of the substitute value, the honeycomb structure can be held with a predetermined target holding force with high accuracy while minimizing the error. Therefore, it is not affected by the outer diameter error of the honeycomb structure, the inner diameter error of the cylindrical member, the error of the buffer member, etc., and without requiring a management index in place of the above GBD value, with high accuracy. The diameter of the cylindrical member can be reduced. Furthermore, since the movement load itself of the honeycomb structure required as a final product can be satisfied, the movement (missing) inspection of the honeycomb structure conventionally required can be omitted, and the manufacturing time can be shortened accordingly. be able to. Thus, the fluid processing apparatus can be easily manufactured in a short time, and can be easily adapted to the mass production process.
[0049]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sizing device used in a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a cylindrical member is reduced in diameter by a sizing device provided for a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a shaft of a catalyst carrier when an axial load is applied to the catalyst carrier in a state where a predetermined range in the axial direction of the cylindrical member is reduced and the buffer mat is appropriately compressed to hold the catalyst carrier. It is a graph which shows the relationship with respect to a direction moving distance.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of diameter reduction of a cylindrical member that applies a compressive load to the buffer mat and the axial load applied to the catalyst carrier.
FIG. 5 is a graph showing an allowable surface pressure range for an example of a buffer member used in a general catalytic converter.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which necking is performed by a spinning roller in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a catalytic converter manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 catalyst carrier, 3 buffer mat, 4 cylindrical member, 4a body,
4b, 4d taper, 4c, 4e neck, 11 cradle,
16 load cells, 21 split molds, 22 molds, 23 press molds,
HM catalyst carrier holding device, SM sizing device, SP spinning roller
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